溫度對光合速率的影響

光合作用是光,水和二氧化碳轉變成氧氣和糖的過程。大多數植物依賴光合作用提供生長和能量所需的糖。光合速率受溫度影響很大。大部分植物能在一定溫度范圍內生長的很好,并會在溫度超出這一范圍后,徹底停止光合作用。

光合作用的過程

由于植物不能移動尋找食物獲取能量,只能在原地通過根莖,葉綠素和氣孔吸收所需養分。氣孔是吸收二氧化碳的細孔,位于葉子下側;葉綠素是植物的綠色,能讓植物吸收光能量;植物根莖從土壤吸收水分。光合作用分為兩個階段:第一階段叫做光依賴期。該階段產生氧氣,光能量在酶幫助下存儲為化學能量。第二階段叫做光獨立期,酶把二氧化碳和第一階段產生的化學能量轉變成糖。

溫度與光合作用

酶是加速化學反應的蛋白質。酶要發揮作用,必須與分子相碰。較熱溫度使分子移動的更快,能量更多。這種移動和能量增加導致更多分子與酶碰撞,并因此而提高反應速率。與之類似,較低溫度會使分子移動變慢。這會減少碰撞,并降低反應速率。由于光合作用依賴多種酶,較熱溫度會提高光合速率。光合作用的最適溫度是25-35攝氏度。溫度過高會導致酶變性。變性酶失去化學結構,并且不再發揮作用。

其它因素

光強度,溫度和二氧化碳濃度都會變成限制性因素。限制因素是控制有機體活動或生長的變數。這些主要因素的任何一種數量不足,都會變成限制因素并降低光合速率。光合作用速率減少多少取決于具體限制,以及植物適應的條件。例如,13攝氏度是許多柑橘類樹木的一個限制因素,因為它們更喜歡27攝氏度。另一方面,花椰菜等適合涼爽天氣的植物,理想溫度是13攝氏度。花椰菜在這種條件下,二氧化碳或光照就變成潛在限制性因素。

耐溫性

熱應力是溫度的函數,溫度的持續時間和溫度的增加率。高溫與植物熱應力高有關。美國園藝協會設計了一個熱區圖,分為12個區,以及適應這些熱區的植物。在寒冷氣候,美國農業部設計了一個耐久力圖,顯示一種植物能在橫跨10個區生存的最低溫度。植物在不同溫度環境下生存,取決于它適度接觸天氣,具有的光合作用和其它過程能力。例如,一些適應沙漠的植物有較小或較窄的葉子。這有助于葉片與空氣熱交換,防止植物溫度升高到致命水平。

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